【正文】 圖 方案一橋跨立面圖 第 4 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 圖 方案一主梁截面圖 （ 2） 27m+50m+27m三跨預(yù)應(yīng)力等截面全無縫連續(xù)剛構(gòu)橋。全橋連續(xù)，無一處伸縮縫，極好的解決了行車平順的問題。墩梁固結(jié)，減小了跨中彎矩，提高了跨越能力。邊中跨比取，提高了主跨的結(jié)構(gòu)剛度。中間兩墩采用柔性墩結(jié)合嵌巖樁基礎(chǔ)，橋臺采用樁柱式整體橋臺結(jié)合嵌巖樁基礎(chǔ)， 邊跨與橋臺固結(jié)，溫度、徐變等引起的變形量則依靠橋臺后的特殊構(gòu)造和在一定范圍內(nèi)的路面變形來吸收。主梁截面采用等截面單箱單室截面，構(gòu)造簡單，受力明確，自重較輕。同時，在橋梁的橫向及豎向分別施加預(yù)應(yīng)力，提高承載能力，減小撓曲。全橋整潔，美觀大方。但全無縫連續(xù)剛構(gòu)橋因墩梁固結(jié)，而不能避免對地基要求較高的弊端。因此全橋均采用嵌巖樁。這在一定程度上增加了工程造價。如下為方案二橋型布置圖及主梁截面形式圖。 圖 方案二橋型布置立面 圖 方案二主梁截面 第 5 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 如上橋型設(shè)計方案，均滿足設(shè)計要求?，F(xiàn)分別從經(jīng)濟、適用、美觀、耐用、施工等方面進行比較。結(jié)果見下表： 綜上分析所述，方案二雖然在先期投入較高施工復(fù)雜，但后期維護較少，且適用我國快速發(fā)展的要求，具有不可替代的競爭優(yōu)勢。因此擬定方案二為本次設(shè)計的橋型。 注：本橋設(shè)計之初考慮采用三跨四墩墩梁固結(jié) 的全無縫等截面連續(xù)剛構(gòu)方案，但通過數(shù)次橋博程序計算發(fā)現(xiàn)，橋梁本身的跨徑布置和等截面的截面形式，以及墩梁固結(jié)的體系，到滿堂支架的施工方案選擇諸多因素相結(jié)合使得墩頂處產(chǎn)生了較大的內(nèi)力突變，預(yù)應(yīng)力的布置難以兼顧各處受力條件，應(yīng)力及強度驗算始終難以滿足要求。經(jīng)反復(fù)考慮，在后續(xù)計算中松開墩梁固結(jié)，按等截面連續(xù)梁橋進行計算。 第 6 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 3 截面尺寸擬定 設(shè)計特點及受力特點 設(shè)計特點 本橋上部結(jié) 構(gòu)為三跨等截面預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋，采用滿堂支架現(xiàn)澆的方法施工，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用滿堂支架現(xiàn)澆法不需要在施工中進行體系轉(zhuǎn)換，一次落架讓施工過程簡單，易于操作，且便于軟件對其施工過程進行模擬。因其結(jié)構(gòu)體系相對簡單，模擬過程精確度較高。但由于預(yù)應(yīng)力束的布置根據(jù)施工方法宜選擇通束，且其布置在縱橋向各截面不一，同時，考慮橋梁的墩臺沉降、溫度變化、收縮徐變等因素對橋梁受力的影響，其受力變得相當(dāng)復(fù)雜。故設(shè)計時必須借助計算機輔助計算才能完成，本設(shè)計采用橋梁博士 橋梁電算。 受力特點 采用滿堂支架施工的連續(xù)梁橋，其受力相對簡單，施工過程一步到位。由于其跨徑布置為邊中跨比為 ，作為等截面連續(xù)梁橋，邊跨對中跨的剛度提升有限。支點負彎矩到跨中正彎矩變化劇烈，因此，中跨跨中及兩支點的受力相對需要重視。在配筋上，盡可能減少跨中正彎距和跨中支點的負彎矩。同時，截面的尺寸的擬定和材料的選取必須兼顧如上受力特點。 結(jié)構(gòu)尺寸擬定 主梁箱梁構(gòu)造 主梁采用等截面箱形連續(xù)梁橋，梁高為 。該橋為 27+50+27m預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋，施工方法為滿堂支架一次落架，全橋無伸縮縫裝置，實 際橋跨長度為 ,即在橋的兩端各設(shè)8cm的伸縮縫，主梁立面一般構(gòu)造圖詳見附圖。邊跨計算跨徑為 27m,中跨計算跨徑為 50m。 主梁截面尺寸擬定 （ 1）截面形式及梁高 采用等高度箱形截面。邊跨高跨比為 H1/L2=/；中跨高跨比 H2/L2=1/20。 第 7 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 選用箱形截面出于這樣幾點考慮：首先，箱形截面整體性好，結(jié)構(gòu)剛度大；其次，箱梁的頂、底板可以提供足夠的面積來設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束以承受 正、負彎矩；另外，抗扭能力強，同時箱形截面能夠提供較大的頂板翼緣懸臂，底板寬度較窄，可大幅度減小下部結(jié)構(gòu)工程量。 （ 2）橫截面尺寸 橋面全寬 ,故取單箱單室截面為構(gòu)造斷面。 箱梁頂板采用鋼筋混凝土，為滿足懸臂端翼緣與箱型頂板部分之比在 1：（ ）的合理范圍，箱梁腹板外側(cè)距離采用 ，頂板翼緣外懸 ，則箱梁底板寬度為 。 考慮布置預(yù)應(yīng)力鋼束、普通鋼筋及承受輪載的需要，兼顧等截面的在各截面受力差異的特點，本設(shè)計為 30cm。 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗資料，設(shè)置護欄時，箱梁頂板翼緣厚 度一般為 15～ 20cm左右，本設(shè)計采用20cm。翼緣根部厚度為 50cm。 腹板與頂、底板相接處做成 30x90cm 的承托，在底板與腹板相接處做成 30x30cm 承托，以利脫模并減弱轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中。 主截面尺寸如圖： 圖 主梁截面尺寸圖 （ 3）箱梁底板厚度及腹板寬度設(shè)置 由于邊中跨跨徑不一從而導(dǎo)致受力較大的差異，在等截面的尺寸選擇上應(yīng)該盡量兼顧最不利和受力最小的斷面，由橋梁工程介紹可知，底板厚度與主跨之比宜取 1/1401/170，本橋選取中跨的 1/167,即 30cm。 第 8 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 從受力方面來講，連續(xù)梁支點附近承受剪力較大，腹板宜增高加寬；各孔跨中區(qū)段承受剪力較小，腹板可適當(dāng)降低減薄。這里同樣兼顧邊中跨受力差異，選擇 35cm。同時，也便于在腹板內(nèi)布置預(yù)應(yīng)力束錨固頭。 （ 4）橫隔板設(shè)置 本設(shè)計下部結(jié)構(gòu)采用矩形薄壁橋墩，因此，需要在箱梁支承處內(nèi)設(shè)橫隔板，在中跨墩支承處設(shè)置厚為 ，在邊墩支承處設(shè)置厚 ，跨中段不設(shè)置橫隔板。 毛截面幾何特性計算 毛截面幾何特性是計算結(jié)構(gòu)內(nèi)力、配筋及變形計算的前提。本設(shè)計采用橋梁博士軟件，從其導(dǎo)入主梁截面的 CAD文件，得到主梁截面幾何特性計算表： 第 9 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 第 10 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 4 主梁作用效應(yīng)計算 結(jié)構(gòu)自重作用效應(yīng)計算 結(jié)構(gòu) 單元劃分 結(jié)構(gòu)自重效應(yīng)應(yīng)采用橋梁博士計算，單元的劃分應(yīng)盡量考慮關(guān)鍵截面，另外在支座和一些構(gòu)造變化的位置相應(yīng)地增設(shè)幾個單元，這樣全橋一共劃分為 64個單元和 65個截面，如下圖所示：其中支點單元從左至右分別為： 1 4 4 6 64。 圖 橋梁博士單元劃分圖 施工階段的模擬 1 施工方法 只考慮滿堂支架現(xiàn)澆施工，具體的施工周期應(yīng)按施工時間確定，一般：第一階段澆全橋混凝土并張拉預(yù)應(yīng)力束，時間可按混凝土 28天齡期，取 28天；第二階段澆混凝土三角 墊層、瀝青鋪裝及防撞欄桿，時間為 1年（考慮路基施工與路面施工的間隔）。第 三階段為橋博建議的按規(guī)范 10 年的徐變時間。 圖 橋梁博士施工過程輸入窗口 第 11 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 2施工階段過程 (1)由于采用滿堂支架施工，施工相對簡單，混凝土達到 倍強度即可進行預(yù)應(yīng) 力束的張拉。 (2)施加二期恒載，采用均布恒載的形式施加，大小為 。 其中，二期恒載的計算為： 擬采 用 10cm 瀝青混凝土 C40 混凝土三角墊層及防撞欄桿，截面橫坡為人字坡，兩側(cè)各%。 C40混凝土重度為 25 kN/m3，瀝青混凝土重度為 24kN/m3，故橋面鋪裝每沿米荷載集度為： 防撞欄桿重： q21 = 三角墊層重： q2 2=25= kN/m 橋面鋪裝重： q23 =24 = 合計： q2 = q21+q2 2= ++= kN/m 總集度： Q= q2= 內(nèi)力計算結(jié)構(gòu)如下表所示，從表中可以看出，采用一次落架的連續(xù)梁，其恒載彎矩與采用懸臂施工的連續(xù)梁有很大不同，由于在施工過程中不存在體系轉(zhuǎn)換，避免了支點處產(chǎn)生過大的負彎矩。這也是滿堂現(xiàn)澆的優(yōu)越性之一。 第 12 頁 共 98 頁 長灘橋施工圖設(shè)計 第 13 頁 共 98